探究人工智能物联网之教学方法

2024-05-23广州市增城区职业技术学校汤水华田富彬

广东教育 2024年3期

文/广州市增城区职业技术学校汤水华田富彬

随着现代信息技术和网络技术的普遍应用,物联网技术也得到广泛应用。近几年,随着人工智能技术的飞速发展,人工智能物联网已经渗透到我们生活的各个领域(如无人驾驶汽车、人脸识别等),也为我们的生活带来了诸多便利。在这样的现实背景下,在中职教学中,我们如何将人工智能物联网技术及其应用引入课堂,已成为职业教育关注的热点之一。本文就中职学校人工智能物联网教学的现实意义、校本教材的编写以及人工智能物联网教学的有效方法等进行探究,通过总结其优缺点以及提出改进意见,以促进人工智能物联网教学效果的提高。

一、人工智能物联网教学的现实意义

人工智能物联网是智能化、信息化和网络化的有机融合,采用多种技术手段进行联网,从而实现多种行业的智能化和自动化。现如今,人工智能物联网已经渗透到我们生活的各个领域,如智能家居、无人驾驶、人脸识别等。而在职业教育中,如何将人工智能物联网及其应用引入到日常教学当中?又如何提高人工智能物联网的教学效果?已成为教师普遍关注的问题。

人工智能物联网教学的意义是多方面的。一方面,由于人工智能和物联网技术的不断发展,传统的教育模式已经不能适应和满足现实教育教学的需求。我们必须采用更加先进的教学方法(杨光,2017)和技术手段,以提高教育教学的质量和效率;另一方面,人工智能物联网的教学有利于学生的全面发展,能够更好地促进学生理论知识的学习和实践能力的提升以及创新意识、创新能力的培养。

21世纪是移动互联网的时代。移动互联网已经改变了传统的教学模式:即时空限制对学生的学习越来越有限,甚至可以说现在的学生完全摆脱了时空的限制(如线上教学以及现实生活中的网络教学)。这对学生的有效学习是非常有利的,也是对传统教学模式的一场革命。在当今互联网时代,学生的学习更加开放和灵活、更加富有弹性;

而我们的日常教学理念和方式也应与时俱进、随之改变,从而更好地为学生自主学习、灵活多变的学习提供方便——如提供“微课、视频”等学习资料,充分挖掘学生的学习天赋和个性化学习以及创新能力。

二、人工智能物联网教学的校本教材

“适用、实用、好用、够用”的好教材对于我们教育教学是极其重要的。一方面,好用的教材对于教师的备课、上课等教学带来方便;另一方面,一本好的教材也为学生有效学习、提升技能创造良好条件。因此,我们十分重视人工智能物联网“校本教材”的编制工作。成立了专门的编写小组,抽调出多名专业教师并由专人负责,认真研讨、分工合作,反复修改、共同完成。我们编写的《人工智能物联网》校本教材具有以下特点。

1.可操作性强

为了学生更加方便地学习、掌握人工智能物联网技术相关知识和实操技能,《人工智能物联网》校本教材,采用“工作页”方式来编写的。这样学生在完成“项目教学”相应实操内容之后,该教材就成为自己的“学习笔记”和“工作手册”了。为学生的进一步学习和今后探究实践打下良好基础。

2.可扩充性好

由于该校本教材采用的是“活页式”方式,其实操内容可根据人工智能物联网技术的发展和实际应用的需要以及“项目教学”的实际情况来作出相应调整、变动及更新,其扩充性和易操作性堪称良好——简单方便、易于更改。

3.具有前瞻性

考虑到人工智能物联网技术发展迅猛和技术更新快的特点,同时新发现、新技术等动态信息又较多,前瞻性知识及相关技术层出不穷。因此我们在该教材的每一章节后面都有“附页”,以便于学生在日常学习中,将“新技术、新发展”等动态信息加以补充,便于学生知识的更新及完善。

三、人工智能物联网教学的有效方法

1.以问题为导向,以能力为核心

人工智能物联网教学要以学生为中心,以现实生活的实际应用为目的,以学生全面掌握相关知识和技能,并且具有解决实际问题的能力为核心。而要实现以上教学目标,我们的日常教学就要以问题为导向,通过“项目教学”,在学生完成相关实操的过程中,来培养其分析问题和解决问题的能力,从而锻炼和提升学生的人工智能物联网相关技能。

2.突出动手实践

人工智能物联网技术是一门应用性很强的技术。因此在教学过程中,应以实践性教学为重点(王秋芳,2013)。即让学生通过实际操作,实现“做中学”、在“动手实操”中更好地理解其技术原理和相关知识,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。在实践教学环节中,指导教师应尽可能采用案例分析、仿真实验、实际操作等方式,即实现“做中教”,让学生在动手实践中,充分感受到人工智能物联网技术的魅力所在。

3.引导学生积极思考

人工智能物联网技术不是单一的学科,而是(信息技术IT、人工智能AI、网络技术和传感器技术以及物联网技术)多学科相互渗透、交叉和相互融合而成的综合性技术。因此它的复杂性也给我们的教学带来诸多不便。要求学生在学习和实操中,充分发挥主动性和积极性,不断地思考和总结,并且在相互交流中寻找解决问题的有效办法。在教学中,教师应指导学生如何分析问题、确立解决问题的方案,积极培养学生的创新意识和动手实践能力。另外,采用小组合作的形式,让学生在“互帮互助”中,体会到“集体的智慧和力量”、学会“与人相处”及“合作共赢”,用积极心态来讨论解决问题方案和措施,提高其学习效果。

4.在教学中尽可能使用多媒体技术

人工智能物联网教学需要用到大量的图形、数据,在日常教学过程中,教师应尽可能地使用多媒体技术,这样可更好地帮助学生理解和掌握相关知识点。教师可以利用多媒体教学课件,直观形象地展示人工智能物联网相关内容,便于学生的理解和掌握;并且教师可以运用教学视频(微课)、课件及电子文档等多媒体资源,帮助学生有针对性地自主学习。

四、提高人工智能物联网的教学效果

在人工智能物联网教学中,我们尝试和探究了多种教学方法及它们之间的相互融合,但从总体效果上讲,以下做法效果更佳。

1.提高教师的专业素养

教师是人工智能物联网教学中的引领者和组织者,在整个教育教学中扮演着重要角色。首先专业教师要对人工智能物联网技术原理和知识,具有正确认知和广泛而深入的理解,同时他们能够不断学习和掌握最新的发展动态和新技术、新知识,提高自身的专业素养和教学水平。另外,教师本着对学生高度负责的态度和爱岗敬业的精神以及职业道德,在认真做好育人的同时,制定好该课程的教学计划,确立好教学方案。针对不同的学生,教师应采取不同的教学手段(丁珍,2023)。做好课前准备和教案设计、学习资料等,尽最大努力来取得良好的教学效果。

2.提升学生的学习能力

在人工智能物联网的教学过程中,专业教师在认真从教的同时,学生也要积极主动地配合教学。即教师要积极培养和有效调动学生学习的主观能动性,这一点是非常重要的、也是十分必要的。在学习“人工智能物联网”的过程中,学生有着强烈的求知欲望和较强的自主学习能力,并对学习中的问题进行积极思考、通过多种方法来寻求解决问题的办法。教师应充分发挥学生的能动性和学习能力,并积极倡导和鼓励学生在学习中敢于创新,培养其创新能力。为此,在日常课堂教学中,教师经常采用“师生互动、问答讲解、摸索探讨”等方式,引导学生积极思考,提高其解决问题和独立学习以及互助交流的能力。

3. 结合实际应用,进行案例讲解

在教学中,教师可以结合实际问题和应用案例来讲解相关知识,让学生更好地理解和加深印象。通过实际案例,可以帮助学生加深理解人工智能物联网技术的具体应用和发展前景。同时,通过解析案例,也可以让学生更好地掌握相关知识点和技能,并将其应用到现实生活当中。

4. 为学生提供更多的动手实践机会

教师为学生提供更多的实践机会、让学生大胆尝试解决实际问题是提高人工智能物联网教学效果的有效途径和手段。一方面,教师尽可能利用好学校现有资源,组织学生进行实操和实验,让学生在掌握实操工作流程的同时,培养和提高实际应用能力和解决问题的能力;另一方面,通过校企合作及顶岗实习等方式,逐步增大问题难度和学习深度,让学生在实际工作中学会运用学过的知识和技能,在“干中学”并大胆尝试和解决现实中的应用问题。

五、人工智能物联网的教学优缺点

人工智能物联网的教学给学生提供了良好的学习氛围和发展空间,同时对学生而言也是新的挑战;而对专业教师来说,要求也更高了。人工智能物联网给我们带来的思考和遐想也更多了。

1.优点

人工智能物联网的教学可以让学生了解和学习更多的前沿技术,培养其创新思维和解决问题的能力。在教学过程中,学生能够亲自动手操作并完成其“任务”,从而验证和巩固理论知识。该课程教学涵盖了多个学科领域的知识和技术,如计算机科学、电子工程和通信技术等,因此,该课程有利于学生学习和掌握更全面的知识和促进学科之间的交叉融合以及综合应用。人工智能物联网是未来的发展方向,学生学好这门课程,可以提高其未来就业的竞争力;对学生的全面发展也是大有益处。

2.缺点

人工智能物联网技术较为复杂,需要学生具有良好的学习基础和动手能力以及自主学习能力。这对于学习基础较弱、自我管控能力差、不善于学习的学生来讲,确实有相当大的难度和挑战;同时,由于该技术发展、应用及更新都较快,这就需要教师和学生不断地关注和学习、探究,及时跟进学习、更新知识,以适应人工智能物联网技术的发展。还有人工智能物联网的实验通常需要较贵的硬件设备,如传感器、嵌入式开发板等硬件成本较高,其教学资源的采购对学校和学生也造成不小的压力。

六、改进措施

1.提高教师专业知识和能力

人工智能技术AI和人工智能物联网技术发展速度往往超出我们的想象。在这种社会环境下,专业教师就要不断加强学习、探研人工智能物联网技术的相关知识和发展动向,并及时更新教学思路和方法,提高自身专业素质和教学能力,这样才能更好地引领学生进行相关学习和实践操作。

2.创新教学方法和手段

教师还要不断探索创新教学方法和手段,以适应不同层次和不同特点的学生的需求。设身处地为学生着想,尽可能多地利用好在线教育资源,通过虚拟仿真实验等方式,来提高学生的学习兴趣和教学效果。

3.贯穿实践教学

人工智能物联网实操应贯穿于整个教学过程,这样才能帮助学生更好地掌握相关知识和实操技能。同时,教师需要为学生提供充足的动手实践机会,让学生亲身体验到“做中学”的快乐及收获;以及提高其解决实际问题的能力。另外,通过“校企合作”和“顶岗实习”等方式,尽可能让学生在社会实践中多去体会人工智能物联网技术的“魅力”所在。